联萘是广泛存在于手性催化剂、功能材料、天然产物和药物分子中的一类核心骨架。其中,在不对称催化领域,BINOL及其衍生物对学术及工业领域产生了深远影响,如Noyori教授因其开发的BINAP在手性氢化领域的杰出贡献而获得了2001年诺贝尔化学奖。
近年来,具有C1-对称性的手性BINOLs在不对称催化领域发挥了越来越重要的作用,并且研究表明BINOLs结构中3,3'-取代基的电性及位阻效应对手性调控影响显著。然而到目前为止,只有两粒成功的催化体系能通过氧化交叉偶联这一最直接,高效的策略构建此类C1-对称性的BINOLs结构。即Katsuki教授(J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 13633-13635)和Pappo教授(J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 16553-16560)课题组分别开发了铁-salen/铁-CPA催化体系成功实现了这一类反应,并取得了非常不错的研究成果。但还没有比较成熟的催化体系直接构建3,3'-双取代BINOLs这一更加灵活、实用的手性配体。因此,发展一种新的、高效的催化体系,通过氧化交叉偶联的途径实现光学纯3,3'-双取代BINOLs的构建显得尤为迫切。
近日,上海交通大学化学与化工学院涂永强院士(点击查看介绍)团队通过自己组内发展的氮杂螺环(SPD)骨架为母体,设计并合成了一系列SPDO新型双氮配体,首先通过氧化自身偶联反应证明了Cu/SPDO催化体系的高效性。
随后,通过大量的实验条件筛选,他们进一步实现了手性铜/SPDO配合物催化的氧化交叉偶联反应,高对映选择性地合成了一系列的3,3'-双取代C1-对称性的BINOLs。研究结果显示该方法具有良好的底物适用性。
值得一提的是,模拟反应还可以放大到克级规模制备,进一步增加了此方法的实用性。最后,他们运用该方法合成的3,3'-双取代C1-对称性的BINOL 3jl 可以催化氨基酯的α-烷基化反应,与文献报道的催化剂cat 9相比,表现出更好的催化性能。
综上所述,涂永强院士团队发展了新的Cu/SPDO催化体系,提供了一种构建3,3'-双取代C1-对称性的BINOLs途径。相关工作发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者是上海交通大学的博士后田金淼。
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Cu‐Complex Catalyzed Asymmetric Aerobic Oxidative Cross Coupling of 2‐Naphthols: Enantioselective Synthesis of C1‐symmetric BINOLs Bearing 3,3′‐Disubstituents
Jin-Miao Tian, Ai-Fang Wang, Ju-Song Yang, Xiao-Jing Zhao, Yong-Qiang Tu, Shu-Yu Zhang, Zhi-Min Chen
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201903435
导师介绍
涂永强
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(本稿件来自Wiley)
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